内容正文:
zx xk课题2 原子的结构
教学目标
1. 知道原子的构成,以及构成粒子之间的关系;了解原子结构示意图是一种模型化的方法。
2. 了解原子核外的电子是分层排布的;了解典型元素(稀有气体、金属和非金属)原子核外电子的排布特点。
3. 以氯化钠为例,了解离子形成的过程,知道离子是构成物质的一种粒子。
4. 知道相对原子质量的含义,并学会查相对原子质量表。
5. 了解化学在宏观物质与微观粒子之间建立联系的途径和特点。
教学重点
1. 原子的构成、相对原子量的概念
2. 了解原子核外的电子是分层排布的;了解典型元素(稀有气体、金属和非金属)原子核外电子的排布特点。 zx x k
知道相对原子质量的含义,并学会查相对原子质量表。
教学难点
原子核外的电子是分层排布的;典型元素(稀有气体、金属和非金属)原子核外电子的排布特点。
原子的体积很小。如果将一个原子跟一个乒乓球相比,就相当于将一个乒乓球跟地球相比(如下图)。原子之间能够结合成分子的奥秘,正是人们在研究这小小的原子的结构时被逐步揭示出来的。
Zx xk
原子的构成示意图
科学实验证明,原子是由居于原子中心的原子核与核外电子构成的(如下图)。原子核是由质子和中子构成的。每个质子带1个单位的正电荷,每个电子带1个单位的负电荷,中子不带电。
原子的构成
由于原子核内质子所带电荷与核外电子的电荷数量相等,电性相反,因此,原子不显电性。可见,原子核所带的正电荷数(核电荷数)就等于核内的质子数,也等于核外电子的数目。 zx xk
几种原子的构成
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氢 1 0 1
碳 6 6 6
氧 8 8 8
钠 11 12 11
氯 17 18 17
与原子相比,原子核的体积更小,如果把原子比作一个体育场,那么原子核只相当于体育场中的一只蚂蚁。因此,原子核外有很大的空间,电子就在这个空间里作高速的运动。
科学研究表明,在含有多个电子的原子中,核外电子具有不同的运动状态,离核近的电子能量较低,离核越远,电子的能量越高。离核最近的电子层为第一层,次之为第二层,依次类推为三、四、五、六、七层,离核最远的也叫最外层。核外电子的这种分层运动又叫做分层排布。已知元素的原子核外电子最少的只有一层,最多的有七层,最外层电子数不超过8个(只有一层的,电子不超过2个)。
原子核外电子的排布
核外电子分层排布示意图
原子核
电子层
1
2
3
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用原子结构示意图可以简明、方便地表示核外电子的分层排布(如下图)。
氧原子的结构示意图
表示原子核以及核内的质子数。
表示电子层以及电子层上的电子数。
部分原子的结构示意图
Z x xk
氖、氩等稀有气体不易与其他物质发生反应,化学性质比较稳定,它们的原子最外层都有8个电子(氦为2个电子),这样的结构被认为是一种相对稳定的结构。钠、镁、铝等金属的原子最外层电子一般都少于4个,在化学反应中易失去电子;氯、氧、硫、磷等非金属原子的最外层电子一般都多于4个,在化学反应中,易得到电子;都趋于达到相对稳定的结构。
以金属钠与氯气的反应为例,钠原子的最外层有1个电子,氯原子的最外层有7个电子,当钠与氯气反应时,钠原子最外层的1个电子转移到氯原子的最外层上,这样两者都形成相对稳定的结构。
钠与氯气反应生成氯化钠的示意图
在上述过程中,钠原子因失去1个电子而带上1个单位的正电荷;氯原子因得到1个电子而带上1个单位的负电荷。这种带电的原子叫做离子。带正电的原子叫做阳离子,如钠离子(Na+);带负电的原子叫做阴离子,如氯离子(CI-)。带相反电荷的钠离子与氯离子相互作用就形成了氯化钠。可见,离子也是构成物质的粒子。
相对原子质量
原子的质量很小。例如,1个氢原子的质量约为1.67×10-27kg。由于原子质量的数值太小,书写和使用都不方便,所以国际上一致同意采用相对质量(如
下图),即以一种碳原子质量的1/12为标准,其他原子的质量与它相比较所得到的比,作为这种原子的相对原子质量(符号为Ar)。根据这个标准,氢的相对原子质量约为1,氧的相对原子质量约为16。
原子的质量很小,通常使用其相对质量
如上表所示,构成原子的质子、中子的相对质量都约等于1,与质子、中子相比,电子的质量很小,整个原子的质量主要集中在原子核上。
在一般的化学计算中,多采用相对原子质量的近似值。
粒子种类 质量
质子 1.672 6×10-27kg
中子 1.674 9×10-27kg
电子 质子质量的1/1 836
构成原子的粒子的质量
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